微層流霧化（Micro-Laminar Atomization, MLA）是新一代金屬粉末制備技術(shù)，通過超音速氣體（速度達(dá)Mach 2）在層流狀態(tài)下破碎金屬熔體，形成粒徑分布極窄（±3μm）的球形粉末。例如，MLA制備的Ti-6Al-4V粉末中位粒徑（D50）為28μm，衛(wèi)星粉含量＜0.1%，氧含量低至800ppm，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)氣霧化工藝。美國6K公司開發(fā)的UniMelt®系統(tǒng)采用微波等離子體加熱，結(jié)合MLA技術(shù)，每小時可生產(chǎn)200kg高純度鎳基合金粉，能耗降低50%。該技術(shù)尤其適合高活性金屬（如鋯、鈮），避免了氧化夾雜，為核能和航天領(lǐng)域提供關(guān)鍵材料。但設(shè)備投資高達(dá)2000萬美元，目前限頭部企業(yè)應(yīng)用。
等離子球化技術(shù)通過高溫等離子體將不規(guī)則金屬顆粒重新熔融并球形化，明顯提升粉末流動性和打印質(zhì)量。例如，鎢粉經(jīng)球化后霍爾流速從45s/50g降至22s/50g，堆積密度提高至理論值的65%，適用于電子束熔化（EBM）工藝。該技術(shù)還可處理回收粉末，去除衛(wèi)星粉和氧化層，使316L不銹鋼回收粉的氧含量從0.1%降至0.05%。德國H.C. Starck公司開發(fā)的射頻等離子系統(tǒng)，每小時可處理50kg鈦粉，成本較新粉降低40%。但高能等離子體易導(dǎo)致小粒徑粉末蒸發(fā)，需精細(xì)控制溫度和停留時間。海南冶金粉末鎢合金粉末通過粘結(jié)劑噴射成型技術(shù)，可生產(chǎn)高密度、耐輻射的核工業(yè)屏蔽構(gòu)件與醫(yī)療放療設(shè)備組件。
通過雙送粉系統(tǒng)或?qū)娱g材料切換，3D打印可實現(xiàn)多金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)。例如，銅-不銹鋼梯度材料用于火箭發(fā)動機燃燒室內(nèi)壁，銅的高導(dǎo)熱性可快速散熱，不銹鋼則提供高溫強度。NASA開發(fā)的GRCop-42（銅鉻鈮合金）與Inconel 718的混合打印部件，成功通過超高溫點火測試。挑戰(zhàn)在于界面結(jié)合強度控制：不同金屬的熱膨脹系數(shù)差異可能導(dǎo)致分層，需通過過渡層設(shè)計（如添加釩或鈮作為中間層）優(yōu)化冶金結(jié)合。未來，AI驅(qū)動的材料組合預(yù)測將加速FGM的工程化應(yīng)用。
聲學(xué)超材料通過3D打印的鈦合金螺旋-腔體復(fù)合結(jié)構(gòu)，在500-2000Hz頻段實現(xiàn)聲波衰減30dB。德國寶馬集團在M系列跑車排氣系統(tǒng)中集成打印消音器，背壓降低20%而噪音減少5分貝。潛艇領(lǐng)域，梯度阻抗金屬結(jié)構(gòu)可扭曲主動聲吶信號，美國海軍測試的樣機檢測距離從10km降至2km。技術(shù)難點在于多物理場耦合仿真：單個零件的聲-結(jié)構(gòu)-流體耦合計算需消耗10萬CPU小時，需借助超算優(yōu)化。中國商飛開發(fā)的客艙降噪面板采用鋁硅合金多孔結(jié)構(gòu)，減重40%且隔聲量提升15dB，已通過適航認(rèn)證。金屬粘結(jié)劑噴射成型技術(shù)（BJT）通過逐層粘接和后續(xù)燒結(jié)實現(xiàn)近凈成形制造。
金屬3D打印中未熔化的粉末可回收利用，但循環(huán)次數(shù)受限于氧化和粒徑變化。例如，316L不銹鋼粉經(jīng)5次循環(huán)后，氧含量從0.03%升至0.08%，需通過氫還原處理恢復(fù)性能�；厥辗勰┩ǔＥc新粉以3:7比例混合，以確保流動性和成分穩(wěn)定。此外，真空篩分系統(tǒng)可減少粉塵暴露，保障操作安全。從環(huán)保角度看，3D打印的材料利用率達(dá)95%以上，而傳統(tǒng)鍛造40%-60%。德國EOS推出的“綠色粉末”方案，通過優(yōu)化工藝將單次打印能耗降低20%，推動循環(huán)經(jīng)濟模式。高溫合金粉末在航空發(fā)動機渦輪葉片3D打印中展現(xiàn)出優(yōu)異的耐高溫蠕變性能。重慶鋁合金粉末合作
粉末冶金技術(shù)中的等靜壓成型工藝可制備具有各向同性特征的金屬預(yù)成型坯。甘肅高溫合金粉末品牌
納米級金屬粉末（粒徑＜100nm）可實現(xiàn)超高分辨率打�。▽雍瘢�5μm），用于微機電系統(tǒng)（MEMS）和醫(yī)療微型傳感器。例如，納米銀粉打印的柔性電路導(dǎo)電性接近塊體銀，但成本是傳統(tǒng)蝕刻工藝的3倍。主要瓶頸是納米粉的高活性：比表面積大導(dǎo)致易氧化（如鋁粉自燃），需通過表面包覆（如二氧化硅涂層）或惰性氣體封裝儲存。此外，納米顆粒吸入危害大，需配備N99級防護(hù)的封閉式打印系統(tǒng)。日本JFE鋼鐵已開發(fā)納米鐵粉的穩(wěn)定制備工藝，未來或推動微型軸承和精密模具制造。
